信息來源于：互聯網 發布于：2024-12-15
有刷電機最大的短板是壽命問題，尤其在頻繁啟停，正反轉，大功率運行的條件下，壽命更是會出現斷崖式下跌，一個500小時壽命的有刷電機，在這樣的極端條件下壽命可能只有幾十個小時，完全滿足不了需求。只好選用無刷電機，但無刷電機成本實在太高，電機和驅動器兩者的成本費用，大大超出了預算，那么有沒有不需要驅動器的無刷電機（只是電機的話成本還可以接受）？答案是沒有！有沒有更便宜的驅動方案？答案是可以再降低一些，但仍然很貴。
能不能讓無刷電機也像有刷電機一樣自我驅動呢？有刷電機是自驅動電機，因為電機旋轉時轉子位置狀態改變，從而自動切換不同繞組通電實現自我驅動。而無刷電機是外部驅動電機，必須先通過霍爾元件感知電機轉子狀態，然后再處理位置信息，最后才控制相關繞組通斷電。能不能讓無刷電機也做出類似有刷電機的自驅動的形式，讓轉子本身的位置狀態作為觸發條件來驅動自身運轉。從這個角度出發，到了光電編碼器原理，在電機轉子上增加遮光盤，通過遮光盤來實時體現轉子位置狀態，將光電開關產生的電壓的信號直接輸入的三相逆變器的控制端，以實現不同繞組的通斷電，從而就可能可以實現無刷電機的自我驅動了。
電機的自驅動時序分析如下：
將b1的信號線連接到sw3，sw2，使BC繞組通電，產生磁場如圖6所示；
BA繞組推動轉子順時針轉動30度角，到光電開關c1導通，同時光電開關a2斷開，如圖9；
將b2的信號線連接到sw5，sw6，使CB繞組通電，產生磁場如圖12所示；
導通的a1使AB繞組通電，繼續推動轉子順時針旋轉30度，如圖14；
圖13 圖14
實際運行驗證了該方案的可行性。成品狀態的電機其構造分為電機本體和感應開關組件兩個部分，電機本體使用現有的三相無感電機，感應組件位于電機尾部，相比于霍爾內置的無刷電機，感應控制組件遠離電機內部高溫嚴苛的工作環境，可靠性更高。另外從電機生產工藝角度出發，由于電機結構完全沒有改變，只需在現有電機尾部直接加裝感應驅動組件即可，無需改造原有電機生產工藝及生產線，因此該類電機的生產制造更加方便。
整體來看，自驅無刷電機更像是介于有刷電機和無刷電機中間的一個新品類，兼具有刷電機功能簡單，成本低和無刷電機長壽命，低噪聲的優點，個人認為該項技術的應用主要有兩個方面：
一方面是降低成本，替代部分簡單功能的無刷電機，因為現有無刷電機控制較為復雜，功能也齊全，但很多產品用不到那么復雜的功能，就像一個人只需要一匹馬，但不得不把整個馬車也買下來一樣，因此可以應用于這類簡單功能產品之中，替換原有無刷電機，降低成本；另一方面是提升性能，主要應用對象是那些原本就使用有刷電機的產品，使這些產品可以用較低成本將有刷電機替換為無刷電機，從而可以大幅提升產品性能，擴大產品應用范圍，如增加產品壽命，降低噪聲和干擾等等。
此外，用戶還可以根據不同產品的應用需要，在電機基礎功能上再增加正反轉，調速，反饋，剎車或制動等其他功能，應用更靈活。
直流電機憑借其良好的功率因素，啟動特性和調速性能等方面的優勢，廣泛應用于工業，農業，交通，能源，家電，玩具以及電動工具等領域，而隨著社會的不斷發展，人們對產品的各項性能指標的要求也越來越高。面對市場日益激烈的競爭，在各行各業都極力追求成本控制，追求更高產品性能的趨勢背景之下，兼具有刷電機和無刷電機優點的自驅無刷電機，將有著較大的市場應用前景。
